黄小磊
,
肖定全
,
朱建国
,
余萍
,
吴家刚
,
吴浪
,
李香
,
孙勇
,
吴文娟
,
张斌
功能材料
使用传统陶瓷烧结工艺制备了(Na0.55K0.45)1-xLixNb1-xSbxO3体系无铅压电陶瓷中偏离两相共存区的0.97(Na0.55K0.45)NbO3-0.03LiSbO3(简记为97KNN-3LS)陶瓷,分析了在不同烧结温度下其结构与电学性能.研究结果表明,当在适当的烧结温度时,该组分陶瓷具有良好的压电与铁电性能,其中,压电常数d33=166pC/N,平面机电耦合系数κP=46.7%,动态电阻R1=63Ω.该体系陶瓷在常温附近具有较高的κP与较低的R1,是一种很有应用前景的无铅压电陶瓷.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
铁电性能
,
压电性能
孙勇
,
肖定全
,
吴浪
,
吴家刚
,
王媛玉
,
朱建国
,
李艳
,
林衍政
,
庄严
,
魏群
功能材料
铌酸钠钾(KNN)基无铅压电陶瓷是目前世界范围内压电铁电材料研究的热点.要是KNN基无铅压电陶瓷得到实际应用,除需开展材料的配方设计研究外,需要针对铌酸盐压电陶瓷的制备技术开展研究,还需要针对该体系陶瓷完成从实验室的试验研究到企业生产的中试技术研究.本文根据在压电铁电材料与器件生产单位开展KNN基无铅压电陶瓷采用的具体两个配方,结合材料在实验中遇到的相关技术难题,对比传统铅基压电陶瓷材料的制备工艺,对KNN基无铅压电陶瓷的制备技术中各工艺(包括称料、混合、预烧、成型、烧结)开展了比较研究,提出了对相关工艺技术进行改进的建议.
关键词:
铌酸钠钾(KNN)
,
无铅压电陶瓷
,
制备技术
王媛玉
,
吴家刚
,
吴浪
,
李香
,
冯斌
,
廖运文
,
朱建国
,
肖定全
材料导报
钪酸铋基压电材料因其优异的性能及高的居里温度,近年来受到各国学者的极大关注.结合近年来有关高温压电材料(居里温度Tc＞400℃)的研究,归纳并分析了钪酸铋基高温压电材料的研究与进展,着重介绍了钪酸铋基高温压电材料的主要体系和制备方法,以及这些体系的压电铁电性能;此外,还对钪酸铋基高温压电材料今后的研究和发展提出了一些建议.
关键词:
高温压电材料
,
钪酸铋基
,
单晶
,
陶瓷
,
薄膜
袁小武
,
肖定全
,
朱基亮
,
方瑜
,
吴家刚
,
陈强
,
卢苇
,
朱建国
功能材料
运用sol-gel技术制备了(Pb,La,Ca)TiO3(简写为PLCT)铁电薄膜;利用XRD、SEM、AFM和EDAX分析了PLCT薄膜的结构、表面形貌和组分.XRD衍射结果表明,PLCT薄膜呈钙钛矿结构.随着退火时间的增加,PLCT薄膜的XRD衍射峰的强度也随之增加.SEM、AFM分析表明,PLCT铁电薄膜表面平整、致密、无裂缝.EDAX分析表明,PLCT薄膜的实际组分十分接近设计组分.利用PFM分析了PLCT薄膜的电畴结构,发现随着退火时间的增加,PLCT薄膜的电畴由细小圆点状逐渐增大并形成片状电畴.
关键词:
PLCT
,
铁电薄膜
,
SEM
,
AFM
,
PFM
吴文娟
,
肖定全
,
吴家刚
,
李婧
,
梁文峰
,
张承
,
王卓
,
李紫源
,
朱建国
功能材料
研究了0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06BaTiO3[记为BNT-6BT]无铅压电陶瓷的预烧温度对陶瓷粉体相结构的影响,并在低温合成了BNT-6BT陶瓷粉体,利用这些粉体,采用传统固相烧结工艺,制备了BNT-6BT无铅压电陶瓷;研究了不同预烧温度对BNT-6BT压电陶瓷压电性能、介电和铁电性能的影响。结果表明BNT-6BT陶瓷粉体可以在600℃合成,与通常在900℃合成相比,大大降低了BNT-6BT陶瓷粉体的预烧温度;采用传统的陶瓷固相烧结工艺,利用在600℃合成的粉体所制备的压电陶瓷,其电学性能有所提高：密度ρ=5.87g/cm3,压电常数d33=141pC/N,平面机电耦合系数kp=0.30,机械品质因数Qm=141,居里温度TC=278℃,去极化温度Td=132℃,相对介电常数εr=1643,自发极化强度Pr=23μC/cm2和矫顽场Ec=32kV/cm。
关键词:
无铅压电陶瓷
,
0.94Bi0.5Na0.5TiO3-0.06Ba-TiO3
,
固相烧结
,
预烧温度
,
电学性能
陈强
,
肖定全
,
吴家刚
,
方瑜
,
王媛玉
,
袁小武
,
于光龙
,
熊学斌
,
朱建国
功能材料
以Li2CO3、Nb2O5、K2CO3为初始原料,采用Pechini法制备了铌酸锂(LiNbO3)陶瓷.用XRD、SEM等分析了LiNbO3陶瓷的结晶特性.分析结果表明Li2O对于铌酸锂陶瓷的烧结及致密度有着重要的影响,经980℃烧结得到的LiNbO3陶瓷晶粒发育良好,当烧结温度＞1100℃时,Li2O有较大的损失,所得到的LiNbO3陶瓷组分与化学计量此有一定偏差.因此应采用多种技术方法来减少Li2O的损失以得到致密、结晶性良好的铌酸锂陶瓷.
关键词:
铌酸锂
,
Pechini法
,
陶瓷
李香
,
肖定全
,
吴浪
,
朱建国
,
余萍
,
吴家刚
,
黄小磊
,
王媛玉
功能材料
采用传统陶瓷工艺制备了添加氧化铜的铌酸钠钾基无铅压电陶瓷[(Na0.5K0.5)1-2xCuxNbO3,0≤x≤0.05],研究了氧化铜(CuO)的引入对(Na0.5K0.5)NbO3(NKN)基陶瓷的晶体结构和压电、铁电等性能的影响.研究结果表明,讨论的所有样品的主晶相均为正交钙钛矿结构;随着x的增加,陶瓷出现了K4CuNb8O23杂相;与纯NKN陶瓷相比,掺入一定量的CuO后,样品的致密度显著提高;随着CuO含量的增加,陶瓷的机电耦合系数(kp)和机械品质因数(Qm)先增加后减小,并在x=0.01时达到最大值:kp=38.7%,Qm=1000,而陶瓷的压电常数(d33)无显著变化;当x≥0.01时,样品呈现出双电滞回线的特征.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
碱金属铌酸盐
,
压电性能
,
双电滞回线
吴家刚
,
朱基亮
,
朱建国
,
于光龙
,
袁小武
,
肖定全
功能材料
采用射频磁控溅射技术在室温淀积、其后在700℃下退火10min,制备了(Pb,La)TiO3(简记为PLT)铁电薄膜.利用XRD研究了薄膜的结晶性;利用XPS研究了薄膜表面的化学成分、组分以及表面原子的化学价态;利用SEM研究了薄膜的断面.薄膜结构分析结果表明,在一定的制备工艺条件下,薄膜制备时间的长短对薄膜结晶性能的影响不大;XPS波谱分析表明,所测得的元素有Pb、La、Ti、O和C,其中C元素是薄膜在制备或测试过程中的污染,薄膜中没有其它杂质元素;由断面的SEM分析可知,在本论文采用的制备工艺条件下,薄膜与基底之间基本上没有互扩散,薄膜与基底的界面比较清楚.
关键词:
射频磁控溅射
,
铁电薄膜
,
(Pb,La)TiO3
,
XRD
,
XPS
,
SEM
谭浚哲
,
肖定全
,
张青磊
,
吴家刚
,
朱基亮
,
朱建国
功能材料
利用Monte Carlo方法分别模拟了在SrTiO3基底上沉积MgO薄膜和在MgO基底上沉积SrTiO3薄膜.模拟中,选取与实验中薄膜生长相近的参数条件,引入了新的参数扩散势垒,得到了在晶格正失配(张应力)和负失配(压应力)下薄膜生长的形貌图以及薄膜粗糙度的变化曲线图,分析了张应力和压应力对薄膜生长形貌的影响.模拟结果与文献报道的外延薄膜生长模式的实验观察结果一致.
关键词:
Monte Carlo模拟
,
异质外延模拟
,
扩散势垒
,
薄膜生长
张斌
,
肖定全
,
吴家刚
,
王媛玉
,
朱建国
,
余萍
功能材料
K0.5Na0.5NbO3(KNN)系铌酸盐是一类可能替代铅基压电陶瓷的无铅压电陶瓷.利用Ta和Sb掺杂或者取代KNN中的相关离子,在陶瓷的准同型相界(MPB)处显现出高的压电和介电性能.利用传统技术制作出一种新的致密度较高的无铅压电陶瓷(1-x)(K0.5Na0.5)(Nb0.96Sb0.04)O3-xLiTaO3(简记为KNNS-LT).所有的组分在MPB处都存在纯的钙钛矿结构,主要压电性能在MPB处达极大值,其机电耦合系数kp为40%,压电常数d33为225pC/N,居里温度Tc为355℃.
关键词:
无铅压电陶瓷
,
K0.5Na0.5NbO3(KNN)
,
准同型相界(MPB)
